Офтальмологические линзы для предотвращения развития близорукости
Изобретение относится к области офтальмологии и направлено на создание контактных линз, полезных для предотвращения близорукости, исключающих дискомфорт при изменении формы роговицы глаза, а также нежелательные побочные эффекты при лекарственной терапии, что обеспечивается за счет того, что линза согласно одному из вариантов ее выполнения, содержит оптическую зону, включающую в себя центральную зону, имеющую по существу постоянную оптическую силу дальнего видения, первую кольцевую зону, концентричную центральной зоне и имеющую положительную продольную сферическую аберрацию, и вторую кольцевую зону, концентричную первой кольцевой зоне. 5 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Данное изобретение относится к офтальмологическим линзам. В частности, настоящее изобретение предлагает офтальмологические линзы, пригодные для предотвращения или замедления развития близорукости.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Миопия или близорукость поражает до 25% населения Соединенных Штатов, а в некоторых регионах мира - до 75% населения. В миопическом глазу форма глазного яблока является продолговатой, и входящие в глаз лучи света фокусируются перед сетчаткой. Обычное лечение близорукости состоит в выписке корректирующих линз. Однако обычные корректирующие линзы не предотвращают развития близорукости.
Для замедления развития близорукости - особенно близорукости у детей - было предложено множество способов. Эти способы включают использование мультифокальных линз, использование линз с введенной аберрацией или линз, которые управляют аберрациями, использование линз со смещенным коэффициентом преломления, изменение формы роговицы, тренировку глаз, а также использование фармакологической терапии.
Использование мультифокальных линз, а также линз с введенной аберрацией оказалось невыгодно, поскольку такие линзы ухудшают дальнозоркость того, кто их носит. Другие способы также обладают недостатками, включая дискомфорт при изменении формы роговицы глаза и нежелательные побочные эффекты при лекарственной терапии.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 изображает переднюю поверхность линзы по настоящему изобретению.
Фиг. 2 представляет собой графики оптической силы линз рассматриваемых примеров.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ И
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Настоящее изобретение предлагает офтальмологические линзы, которые по существу предупреждают развитие близорукости, а также способы их расчета и изготовления. Открытием, лежащим в основе настоящего изобретения, является то, что развитие близорукости может быть по существу предупреждено с помощью мультифокальных линз, имеющих в центре область с оптической силой дальнего видения, окруженную по меньшей мере одной зоной, имеющей положительную продольную сферическую аберрацию.
Под "офтальмологической линзой" понимается контактная, интраокулярная, накладная или тому подобная линза. Предпочтительно, линзы по настоящему изобретению являются контрастными линзами. Под "оптической силой дальнего видения", "силой дальнего видения" и "силой дальности" понимается значение преломляющей способности, необходимое для коррекции остроты дальнего видения человека до нужной величины. Под "продольной сферической аберрацией" понимается «диоптрийная разница» в фокусном расстоянии центральной и периферийной областей линзы, вычисленная как величина фокусного расстояния в диоптриях периферийного луча минус величина фокусного расстояния в диоптриях параксиального луча. Под "положительной продольной сферической аберрацией" имеется в виду то, что диоптрийная разница между периферийными и параксиальными лучами есть величина положительная.
В первом варианте исполнения настоящего изобретения предлагаются офтальмологические линзы, которые имеют оптическую зону, включающую, содержащую и существенным образом содержащую центральную зону, имеющую по существу постоянную оптическую силу дальнего видения, и по меньшей мере первую кольцевую зону, концентричную центральной зоне и имеющую положительную продольную сферическую аберрацию. В альтернативном варианте исполнения может быть образована вторая кольцевая зона, концентричная первой кольцевой зоне, и эта вторая зона может иметь постоянную оптическую силу или постепенно уменьшающуюся оптическую силу. В еще одном варианте исполнения предлагаются линзы, имеющие оптическую зону, включающую, содержащую и существенным образом содержащую, по существу, постоянную оптическую силу дальнего видения в ближайшей к центру части оптической зоны и по меньшей мере одну периферийную область по отношению к зоне с оптической силой дальнего видения, имеющую положительную продольную сферическую аберрацию.
Как видно на фиг. 1, линза 10 имеет оптическую зону 11 и «неоптическую» зону 14 хрусталика. Оптическая зона 11 составлена из центральной зоны 12 и из периферийной зоны 13. Центральная зона центрирована по оптической оси линзы и имеет радиус примерно от 0,5 до 2 мм, предпочтительно - примерно от 1 до 1,5 мм, измеренный от оптического центра линзы. Оптическая сила линзы внутри центральной зоны 12 является по существу постоянной оптической силой дальнего видения и составляет примерно от +12,00 до -12,00 диоптрий. Из-за добавления положительной оптической силы в периферийной зоне, возможно, будет желательно ввести избыточную коррекцию оптической силы дальнего видения в центральной зоне, имея в виду оптическую силу в дополнение к той, которая необходима для коррекции остроты дальнего видения человека. Величина избыточной коррекции будет зависеть от диаметра центральной зоны 12 и от величины введенной положительной сферической аберрации. Однако, как правило, избыточная коррекция будет составлять примерно от 0,25 до 1,00 диоптрий.
Периферийная зона 13 имеет положительную продольную сферическую аберрацию, которая постоянно и постепенно увеличивается при перемещении от внутренней границы 14 или границы, ближайшей к оптическому центру линзы, к внешней границе 15 периферийной зоны 13. Приращение продольной сферической аберрации в периферийной зоне 13 может составлять от примерно 0,25 до примерно 2 диоптрий, а предпочтительно - от примерно 0,5 до примерно 1,5 диоптрий при радиусе около 2,5 мм от оптического центра линзы. Периферийная зона 13 может иметь ширину от примерно 0,5 до примерно 3,5 мм, предпочтительно - от примерно 1 до примерно 2 мм.
Как показано на фиг. 1, центральная зона 12 и периферийная зона 13 являются зонами с дискретным переходом между ними. В альтернативном варианте исполнения никакого дискретного перехода между областью с по существу постоянной оптической силой дальнего видения и областью с положительной продольной сферической аберрацией: обе зоны - с по существу постоянной оптической силой дальнего видения и с положительной продольной сферической аберрацией образуют одну зону.
При расчете линз по настоящему изобретению положительная продольная сферическая аберрация вводится без учета аберраций глаза человека. Для целей настоящего изобретения предпочтительно сначала определить сферическую аберрацию хрусталика глаза человека, а затем для коррекции этой аберрации ввести необходимую сферическую аберрацию. В качестве альтернативы для значения сферической аберрации может быть взята величина ее среднего значения у людей, равная 0,1 дптр/мм2. Сферическая аберрация может быть измерена любым известным и удобным способом, включая использование без какого-либо ограничения имеющихся на рынке аберрометров.
Для расчета оптической зоны линз по настоящему изобретению могут быть использованы любые из множества математических функций, включающие, без ограничения, функции, описывающие сферы, асферические, сплайновые, конические, полиномиальные и подобные поверхности. В предпочтительном исполнении центральная зона является предпочтительно сферической, и между центральной и периферийной зонами есть плавный переход. Этот плавный переход может быть определен математическими функциями, которые являются непрерывными по величине, а также имеют непрерывные первую и вторую производные.
Уравнение, применимое для использования в расчете оптической зоны линз по настоящему изобретению, имеет вид
(I)
где
y - расстояние от центра линзы;
x - величина прогиба
r - радиус кривизны, и
k - постоянная конусности: для сферы = 0, для эллипса -1<k<0; а для гиперболы k<-1.
Для расчета оптической зоны диаметра D с центральной сферической зоной с диаметром d при -d/2<х<d/2 может быть использована коническая поверхность по следующему уравнению:
(II),
а для d/2<х<D/2
(III)
Значения величины прогиба в любой точке могут быть преобразованы в радиусы, а оптическая сила линзы может быть вычислена по следующей формуле:
(IV)
где
Р - оптическая сила, а
n - показатель преломления материала линзы.
Оптическая сила дальнего видения и положительная продольная сферическая аберрация могут либо вместе относиться и, предпочтительно, относятся к передней или к задней поверхности линзы, либо каждый из них относится к одной из поверхностей линзы - к передней или к задней. Одна поверхность линзы может определять оптическую силу дальнего видения и положительную продольную сферическую аберрацию, а другая поверхность может быть сферической, асферической или включать в себя оптическую силу цилиндрической линзы для того, чтобы скорректировать астигматизм человека. Обычным специалистам в данной зоне известно, что в вариантах исполнения контактной линзы, в которой присутствует оптическая сила цилиндрической линзы, в линзу надо будет вводить стабилизирующее средство. Подходящими средствами стабилизации являются любые, без ограничения, из известных в данной области техники статических и динамических стабилизирующих средств: стабилизирующие призмы, тонкие и толстые зоны, оптические шайбы и т.п. и их комбинации.
В варианте исполнения с центральной зоной и, по меньшей мере, с одной концентрической зоной может быть введена вторая зона, концентричная относительно первой такой зоны. Вторая концентрическая зона может иметь по существу постоянную оптическую силу или, предпочтительно, оптическую силу, постепенно уменьшающуюся при движении к ее периферии. Вторая концентрическая зона может быть полезной для людей, с большими зрачками, такими, какие бывают у молодых людей при слабом освещении. Вторая зона предпочтительно начинается при радиусе около 3,5 мм и идет до радиуса около 4,5 мм. В тех вариантах исполнения, в которых оптическая сила линзы от края до края зоны постепенно уменьшается, это уменьшение предпочтительно достигает величины около половины величины оптической силы, которую имеет самая внутренняя часть этой зоны. Например, если линза в своей первой концентрической зоне при радиусе около 2,5 мм имеет положительную продольную сферическую аберрацию в 1,0 диоптрии, то оптическая сила самой внешней части второй зоны будет уменьшена до величины около 0,5 диоптрий. В тех вариантах исполнения, в которых нет никакого дискретного перехода между зоной с постоянной оптической силой дальнего видения и областью с положительной продольной сферической аберрацией, по периферии зоны с положительной продольной сферической аберрацией может быть введена вторая область, которая может иметь эту постоянную оптическую силу или постепенно уменьшающуюся оптическую силу. Ввод второй периферийной зоны может быть полезным, поскольку она может быть использована для уменьшения положительной оптической силы по периферии линзы, таким образом уменьшая ухудшение зрения вследствие такой положительной оптической силы в условиях низкого освещения.
Линзы по настоящему изобретению предпочтительно являются мягкими контактными линзами, выполненными из материала, пригодного для производства таких линз. Примерные материалы для формирования таких мягких контактных линз включают, без ограничения, кремниевые эластомеры, кремнийсодержащие макромеры, включающие, без ограничения, те, которые раскрыты в патентах США № 5371147; 5314960 и 5057578, полное содержание которых включено в настоящее описание посредством ссылки, гидрогели, кремнийсодержащие гидрогели и им подобные материалы и их комбинации. Более предпочтительно, чтобы поверхность линзы была из силоксана или из материала с функциональными возможностями силоксана, включая, без ограничения, макромеры полиметилсилоксана, метакрилоксипропилполиалкиловые силоксаны и их смеси, кремниевый гидрогель или гидрогель, такой как этафилкон А.
Предпочтительным линзообразующим материалом являются полимеры полибигидроксилэтилметакрилата, имея в виду те, которые имеют пиковое значение молекулярного веса между примерно 25000 и примерно 80000 и полидисперсию в диапазоне от менее чем примерно 1,5 до менее чем примерно 3,5 соответственно, и ковалентно связанные по меньшей мере с одной поперечной функциональной группой с возможностью к установлению поперечных связей. Такой материал описан в патенте США № 6846892, полное содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки. Подходящие материалы для формирования внутриглазных линз включают, без ограничения, полиметилметакрилат, гидроксиэтилметакрилат, прозрачные инертные пластмассы, полимеры на основе кремния и им подобные, а также их комбинации.
Отверждение линзообразующего материала может выполняться любым из известных средств, включая, без ограничения, тепловую обработку, обработку облучением, электромагнитным воздействием и им подобными средствами и их комбинациями. Линза предпочтительно прессуется с использованием ультрафиолетового излучения или с использованием излучения всего видимого диапазона. Более точно - конкретные условия, подходящие для отверждения материала линз, зависят от выбранного материала и линзы, которую необходимо сформировать. Процессы полимеризации офтальмологических линз, включая, без ограничения, контактные линзы, хорошо известны. Пригодные для этого процессы раскрыты в патенте США № 5540410, полное содержание которого включено в настоящее описание посредством ссылки.
Контактные линзы по настоящему изобретению могут формироваться любым обычным способом. Оптическая зона может быть, например, образована алмазной токарной обработкой, или же алмазной токарной обработкой могут изготовляться формы, используемые для формовки линз по настоящему изобретению. Позже между формами заливается подходящая жидкая смола, затем производится прессование и отверждение смолы, в результате чего формируются линзы по настоящему изобретению. Альтернативно, эта зона может быть образована алмазной токарной обработкой линзовых заготовок.
Настоящее изобретение может быть более полно пояснено рассмотрением следующих примеров.
Примеры
Пример 1
Линза по настоящему изобретению имеет заднюю поверхность с радиусом кривизны 8,8 мм, и переднюю поверхность, рассчитанную в соответствии с уравнением II, где k +105; r=1,1 и d=0,75 мм. Оптическая сила центральной зоны составляет -3,00 дптр, а положительная продольная сферическая аберрация на радиусе 5 мм составляет +1 дптр. Для изготовления линзы сначала токарной обработкой с использованием точечного алмазного инструмента изготавливается латунная втулка с последующей заливкой под давлением для получения из втулки линзовых форм, а затем отливка линз с использованием этафилкона А в соответствии с обычным процессом производства линз. Сплошная линия на графике фиг. 2 показывает оптическую силу оптической зоны этой линзы.
Сравнительный пример 1
Линза, выполненная в соответствии с предшествующим уровнем техники, по описанию, приведенному в патенте США № 6045578, имеет заднюю поверхность с радиусом кривизны 8,8 мм и переднюю поверхность, рассчитанную в соответствии с уравнением I, где k +3,5. Оптическая сила центральной зоны составляет 3,00 дптр, а положительная продольная сферическая аберрация на радиусе 5 мм составляет +1 дптр. Для изготовления линзы сначала токарной обработкой с использованием точечного алмазного инструмента изготавливается латунная втулка с последующей заливкой под давлением для получения из втулки линзовых форм, а затем отливка линз с использованием этафилкона А в соответствии с обычным процессом производства линз. Пунктирная линия на графике фиг. 2 показывает оптическую силу оптической зоны этой линзы.
1. Офтальмологическая линза, содержащая оптическую зону, включающую в себя центральную зону, имеющую, по существу, постоянную оптическую силу дальнего видения, первую кольцевую зону, концентричную центральной зоне и имеющую положительную продольную сферическую аберрацию, и вторую кольцевую зону, концентричную первой кольцевой зоне.
2. Офтальмологическая линза по п.1, при этом эта линза является контактной линзой.
3. Офтальмологическая линза по п.1, в которой вторая кольцевая зона имеет, по существу, постоянную оптическую силу.
4. Офтальмологическая линза по п.1, в которой вторая кольцевая зона имеет постепенно уменьшающуюся оптическую силу.
5. Офтальмологическая линза по п.1, в которой оптическая сила дальнего видения имеет избыточную коррекцию на величину от примерно 0,25 до примерно 1,00 диоптрий.
6. Контактная линза, содержащая оптическую зону, включающую в себя центральную зону, имеющую, по существу, постоянную оптическую силу дальнего видения, и по меньшей мере первую кольцевую зону, концентричную относительно центральной зоны и имеющую положительную продольную сферическую аберрацию, в которой оптическая сила дальнего видения имеет избыточную коррекцию величиной от примерно 0,25 до примерно 1,00 диоптрий.
7. Контактная линза по п.6, в которой оптическая зона дополнительно содержит вторую кольцевую зону, концентричную первой кольцевой зоне.
8. Контактная линза по п.7, в которой вторая кольцевая зона имеет, по существу, постоянную оптическую силу.
9. Контактная линза по п.7, в которой вторая кольцевая зона имеет, по существу, постепенно уменьшающуюся оптическую силу.
10. Офтальмологическая линза, содержащая оптическую зону, имеющую, по существу, постоянную оптическую силу дальнего видения в ближайшей к центру части оптической зоны, первую периферийную зону по отношению к зоне с оптической силой дальнего видения, имеющую положительную продольную сферическую аберрацию, и вторую периферийную зону по отношению к первой периферийной зоне.
11. Офтальмологическая линза по п.10, при этом эта линза является контактной линзой.
12. Офтальмологическая линза по п.10, в которой вторая периферийная зона имеет, по существу, постоянную оптическую силу.
13. Офтальмологическая линза по п.10, в которой вторая периферийная зона имеет постепенно уменьшающуюся оптическую силу.
14. Офтальмологическая линза по п.10, в которой оптическая сила дальнего видения имеет избыточную коррекцию на величину от примерно 0,25 до примерно 1,00 диоптрий.
15. Способ предотвращения близорукости, содержащий этап, на котором создают офтальмологическую линзу, содержащую оптическую зону, включающую в себя центральную зону, имеющую, по существу, постоянную оптическую силу дальнего видения, первую кольцевую зону, концентричную центральной зоне и имеющую положительную продольную сферическую аберрацию, и вторую кольцевую зону, концентричную первой кольцевой зоне.
16. Способ предотвращения близорукости, содержащий этап, на котором создают контактную линзу, содержащую оптическую зону, включающую в себя центральную зону, имеющую, по существу, постоянную оптическую силу дальнего видения, и по меньшей мере первую кольцевую зону, концентричную относительно центральной зоны и имеющую положительную продольную сферическую аберрацию, при этом оптическая сила дальнего видения имеет избыточную коррекцию величиной от примерно 0,25 до примерно 1,00 диоптрий.
